Kun je 3D printerhars gebruiken om te gieten?

Van oudsher is was het standaardmateriaal dat gebruikt wordt voor het gieten sinds de bronstijd. Pas sinds kort is hars een potentiële vervanger voor de verloren-was gietmethode. Maar kun je hars uit een 3D printer gebruiken om te gieten en toch precisie, betrouwbaarheid en veiligheid verwachten?

Je kunt 3D printerhars gebruiken om te gieten, maar de hars die je gebruikt is belangrijk. Je moet gietbare 3D printerhars gebruiken die overgaat in gas zonder te smelten en die schoon brandt zonder as en residu te produceren. Ook de uitbrand-, uithardings- en wasmethoden zijn afhankelijk van het type hars.

Bedrijven die 3D printerhars maken gebruiken verschillende samenstellingen en veel ingrediënten zijn bedrijfsgeheim. We kennen niet de exacte chemische formules van de reacties van elke samenstelling. Zoals ik in dit artikel uitleg, kun je een paar soorten 3D printer hars gebruiken voor betrouwbaar en veilig gieten.

Wanneer kun je 3D printerhars gebruiken voor gieten?

Je bent waarschijnlijk bekend met de vele termen die bedrijven gebruiken om hun standaard en speciale 3D printer harssoorten te beschrijven.

De enige 3D printer hars van deze opties die je zeker en veilig kunt gebruiken om te gieten is de gietbare variant.

Je kunt ook biocompatibele, tandheelkundige of technische 3D printerhars gebruiken voor het gieten als de vloeibare hars identieke of vergelijkbare eigenschappen heeft als de gietbare variant die je nodig hebt, maar dit verschilt altijd per merk.

De gietmethode en de manier waarop je het gietstuk wilt gebruiken of het specifieke uitbrandproces moeten ook van invloed zijn op je keuze. Sommige fabrikanten, zoals Formlabs, maken bijvoorbeeld gietbare washars, een acrylaat fotopolymeer.

Deze 3D printer hars combineert fotopolymerisatie met behulp van SLA of DLP en de verloren-was giettechniek met een burn-out cyclus of proces op lage temperatuur. Toch heb je voor sommige gietprojecten een compatibele 3D printer, hars en tank of vat nodig.

Met alle mogelijkheden in gedachten, lees je hier hoe en wanneer je 3D printerhars kunt gebruiken om te gieten.  

Welke soorten 3D printer hars gebruik je voor gieten?

Voor het gieten moet je een gietbare 3D print hars gebruiken. De populairste gietbare harsen voor de verloren-was gietmethode zijn die van Formlabs en NovaFab, die elk verschillende technieken vereisen.

Formlabs heeft ten minste drie soorten 3D printerhars om mee te gieten:

• Gietbaar
• Gietbare was
• Gietbare was 40

NovaFab heeft een assortiment PowerResins voor gietenwaaronder de volgende varianten:

• Donker
• Ondoorzichtig
• Was
• Geel

Bedrijven als Formlabs en NovaFab maken deze gietbare harssoorten speciaal voor het gieten, dus je kunt een soortgelijke ervaring verwachten als met was. Ze resulteren meestal in een schone, asloze verbranding met grote precisie.

De specifieke uithardings- en wasprocessen variëren echter, net als de uitbrandmethode. Volg hiervoor de instructies van de fabrikant.

Hier zijn een paar voorbeelden van de verschillen tussen de gietharsvarianten van Formlabs en NovaFab:

• Je moet Formlabs Castable Resin wassen met isopropylalcohol (IPA), maar je moet ethylalcohol gebruiken om NovaFab PowerResins Opaque en Yellow schoon te maken.
• Formlabs adviseert een uitgebreide uithardings- en wasmethode voor giethars. NovaFab vereist geen uitgebreid proces na uitharding; alleen wassen is voldoende.
• Je kunt ook het standaard uitbrandproces gebruiken voor alle NovaFab PowerResins soorten. De Formlabs Castable Resin heeft echter een uniek aanbevolen uitbrandschema.

Formlabs heeft een gefaseerd uitbrandschema ontworpen en getest om ervoor te zorgen dat de gietbare hars geleidelijk overgaat in gas. Dit proces voorkomt vervorming, uitrekken en kromtrekken.

Je kunt proberen heldere 3D printerhars te gebruiken om te gieten

Sommige mensen hebben standaard 3D printerhars gebruikt voor het gieten, met wisselend succes.

Ik kan geen typische 3D printer hars aanraden om mee te gieten zonder de samenstelling te kennen, maar een paar klanten van Formlabs hebben de Clear Resin gebruikt om mee te gieten.

Het grootste probleem bij het uitproberen van standaard 3D printerhars is hoe het materiaal zal branden of smelten. De meeste FormLabs harsen zijn bestand tegen smelten, wat gieten onmogelijk kan maken.

In plaats daarvan zal het model of gietstuk verbranden voordat het smelt als je het probeert te gebruiken. Als je wilt begrijpen waarom het essentieel is om giethars te gebruiken, kijk dan eens naar de verschillen in de samenstelling van Formlabs Castable en Clear Resin.

Formlabs gietbare vs. transparante hars

Formlabs Castable Resin heeft bisfenol A dimethacrylaat en fotoinitiatoren.

De Clear-variant heeft urethaandimethacrylaat, methacrylaatmonomeren en difenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)fosfineoxide.

Door hun samenstelling hebben beide varianten een beginkooktemperatuur van meer dan 100 °C. Toch heeft alleen de gietbare variant één hoofdbestanddeel dat smelt tijdens de uitbrandcyclus: bisfenol A dimethacrylaat.

Het kooktemperatuurbereik voor bisfenol A dimethacrylaat reikt tot ~853 °F (~456 °C), wat een van de redenen is waarom de Formlabs samenstelling het aanbevolen uitbrandschema vereist voor gebruik tot 1350 °F (732 °C).

Het kooktemperatuurbereik voor de Formlabs Clear Resin samenstelling van urethaandimethacrylaat, methacrylaatmonomeren en difenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)fosforoxide is mogelijk niet geschikt voor de uitbrandcyclus.

Een snelle uitbrandcyclus bij hoge hitte kan leiden tot een snelle expansie van standaard hars. Het kan zijn dat het niet zuiver in gas verandert, waardoor er wat as en andere resten achterblijven en de kans op een ruw, bubbelachtig gietstuk toeneemt.

Daarom moet je niet generaliseren wanneer je een bepaald type 3D printer hars overweegt om te gieten, tenzij het een gietbare variant is. Controleer de samenstelling of neem contact op met het merk om te weten of de uitgeharde en gewassen giethars schoon verbrandt zonder as, resten of giftige effecten.

Wanneer je geen 3D printerhars moet gebruiken voor gieten

Hier zijn een paar scenario’s waarin je geen 3D printerhars moet gebruiken om te gieten:

• Gebruik geen standaard 3D printerhars of zelfs een gietbare variant als je eindproduct voedselveilig moet zijn.
• Biocompatibele, tandheelkundige of andere gecertificeerde 3D printer harssoorten zijn niet per definitie voedselveilig, dus kies je gietprojecten dienovereenkomstig.
• Je zou geen standaard 3D printer harsvariant moeten gebruiken als het niet uitgeharde materiaal of een gietstuk in de uithardingsfase langdurig hanteren of huidcontact vereist.
• Als je niet zeker weet of een 3D printer hars schoon verbrandt of in een gas verandert zonder te smelten, kun je het materiaal beter niet gebruiken om te gieten.
• Giethars is niet noodzakelijk compatibel met alle 3D printers en onderdelen. De Formlabs Castable Resin is compatibel met Form 1+ en 2 printers en Form 2 STD en LT tanks. De Castable Wax Resin is compatibel met Form 2, 3/3+, 3B/3B+, 3L en 3BL.

Test afgietsels van 3D printerhars altijd op vervorming als ze worden blootgesteld aan hitte voordat je ermee gaat gieten. Een snelle hittetest kan voorkomen dat je mal in vlammen opgaat.

Test ook je 3D printer giethars met een verloren-was burnout cyclus zonder keramische slurry of kostbaar materiaal om te zien hoe het brandt. Het zou geschikt moeten zijn om te gieten als het verandert in een gas zonder vlammen.

Als je een voorbeeld wilt zien van het gieten met 3D printerhars, bekijk dan deze tutorial hier:

Conclusie

3D printer hars gebruiken om te gieten is mogelijk als je een gietbare hars gebruikt. De beste manier om met hars te gieten is met de verloren was gietmethode, waarbij je de hars na het gieten wegsmelt. Met deze methode kun je metalen gieten met ongelooflijke precisie en nauwkeurigheid.